數(shù)字電路實驗(4)2012

1、課程介紹課程介紹1234實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膙 掌握簡單掌握簡單數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法的分析和設(shè)計方法v 熟練合理的選用集成電路器件熟練合理的選用集成電路器件v 提高電路布局、布線及檢查和排除故障能力提高電路布局、布線及檢查和排除故障能力實驗說明實驗說明實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v1. 彩燈控制器彩燈控制器（難度等級（難度等級0.8） 用適當(dāng)中小規(guī)模集成電路設(shè)計一個用適當(dāng)中小規(guī)模集成電路設(shè)計一個12路彩燈控制器路彩燈控制器 控制器在時鐘信號的作用下依次點亮紅、黃、綠三種控制器在時鐘信號的作用下依次點亮紅、黃、綠三種顏色共計顏色共計12個發(fā)光二極管個發(fā)光二極管 將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將

2、設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 12路彩燈順時針勻速一次點亮，每個彩燈點亮?xí)r間路彩燈順時針勻速一次點亮，每個彩燈點亮?xí)r間1s 12路彩燈可以順時針、逆時針兩個方向依次點亮，轉(zhuǎn)路彩燈可以順時針、逆時針兩個方向依次點亮，轉(zhuǎn)動速度手動或自動可調(diào)動速度手動或自動可調(diào)v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實踐教程數(shù)字電子技術(shù)實踐教程第第189頁頁 1.v擴展要求（自主選擇）擴展要求（自主選擇） 增加轉(zhuǎn)動速度、轉(zhuǎn)動方向手動或自動可調(diào)功能增加轉(zhuǎn)動速度、轉(zhuǎn)動方向手動或自動可調(diào)功能實驗效果示例實驗效果示例實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v2. 累加器累加器（難度等級（難度等級0.9） 用適當(dāng)?shù)闹?、小?guī)模集成電路實現(xiàn)一個四位并行加

3、法用適當(dāng)?shù)闹小⑿∫?guī)模集成電路實現(xiàn)一個四位并行加法器設(shè)計器設(shè)計 具有異步清零控制具有異步清零控制 具有累加使能控制，高電平允許累加、低電平輸出數(shù)具有累加使能控制，高電平允許累加、低電平輸出數(shù)據(jù)保持據(jù)保持v要求要求 用用6個個分別作為分別作為4位輸入數(shù)據(jù)、異步清零控制和累位輸入數(shù)據(jù)、異步清零控制和累加使能控制加使能控制 用用2位位LED數(shù)碼管顯示累加結(jié)果數(shù)碼管顯示累加結(jié)果實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v2. 累加器累加器v2. 1 累加器累加器設(shè)計提示設(shè)計提示 輸入的輸入的4位二進制數(shù)為位二進制數(shù)為8421BCD碼碼 可以對多個任意十進制數(shù)累加求和可以對多個任意十進制數(shù)累加求和 具有溢出報警功能，累加結(jié)果超過具

4、有溢出報警功能，累加結(jié)果超過99報警并發(fā)出聲響報警并發(fā)出聲響 累加器的累加器的2個數(shù)據(jù)輸出都必須是個數(shù)據(jù)輸出都必須是8421BCD碼才能用數(shù)碼才能用數(shù)碼管正常顯示碼管正常顯示 輸出數(shù)據(jù)的十位計數(shù)時鐘脈沖觸發(fā)沿要先于個位寄存輸出數(shù)據(jù)的十位計數(shù)時鐘脈沖觸發(fā)沿要先于個位寄存器觸發(fā)沿到達器觸發(fā)沿到達 所需要的各種頻率脈沖由所需要的各種頻率脈沖由50MHz主時鐘分頻得到主時鐘分頻得到實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v2. 累加器累加器v2. 3 累加模塊設(shè)計提示累加模塊設(shè)計提示實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v2. 累加器累加器v2. 4 動態(tài)顯示電路設(shè)計提示動態(tài)顯示電路設(shè)計提示實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v3. m序列發(fā)生器序列

5、發(fā)生器（難度等級（難度等級0.9） 用適當(dāng)?shù)闹行∫?guī)模集成電路設(shè)計一個周期為用適當(dāng)?shù)闹行∫?guī)模集成電路設(shè)計一個周期為7的的m序序列發(fā)生器列發(fā)生器 m序列串行輸出頻率為序列串行輸出頻率為1Hz 將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 利用串并轉(zhuǎn)換原理將利用串并轉(zhuǎn)換原理將m序列串行輸出轉(zhuǎn)換成七位并行序列串行輸出轉(zhuǎn)換成七位并行數(shù)據(jù)顯示在彩燈上數(shù)據(jù)顯示在彩燈上v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實踐教程數(shù)字電子技術(shù)實踐教程第第189頁頁 3.實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v4. 點陣顯示控制器點陣顯示控制器（難度等級（難度等級1） 設(shè)計一個點陣顯示控制器設(shè)計一個點陣顯示控制器 將設(shè)計下載到

6、實驗箱并進行硬件功能測試將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 在在16X16點陣屏上實現(xiàn)點陣屏上實現(xiàn)4個漢字或圖形的滾動顯示個漢字或圖形的滾動顯示 顯示內(nèi)容可以使用顯示內(nèi)容可以使用LPM_ROM塊，用塊，用.mif文件存儲漢文件存儲漢字筆畫字筆畫 滾動速度為滾動速度為1Hz或可調(diào)或可調(diào)v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實踐教程數(shù)字電子技術(shù)實踐教程第第190頁頁 4.實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v4. 點陣顯示控制器點陣顯示控制器v點陣顯示示例點陣顯示示例 利用利用lpm_rom自己描點漢字自己描點漢字 擴展要求：滾動速度手動或自動可調(diào)擴展要求：滾動速度手動或自動可調(diào)實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v5. 乘法器乘法器（難度

7、等級（難度等級1） 用適當(dāng)?shù)闹幸?guī)模電路設(shè)計一個用適當(dāng)?shù)闹幸?guī)模電路設(shè)計一個4位二進制乘法器位二進制乘法器 利用移位相加原理利用移位相加原理 完成對主要模塊的仿真完成對主要模塊的仿真 將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 用用8個開關(guān)分別作為個開關(guān)分別作為2個個4位輸入數(shù)據(jù)位輸入數(shù)據(jù) 輸出結(jié)果用輸出結(jié)果用LED數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實踐教程數(shù)字電子技術(shù)實踐教程第第190頁頁 5.實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v6. 數(shù)字鐘數(shù)字鐘（難度等級（難度等級1.1） 設(shè)計一個具有顯示時、分、秒的數(shù)字鐘設(shè)計一個具有顯示時、分、秒的數(shù)字鐘 可以用按鍵調(diào)節(jié)時間可

8、以用按鍵調(diào)節(jié)時間 可以整點報時，可以設(shè)置鬧鐘時間，到達設(shè)定時間以可以整點報時，可以設(shè)置鬧鐘時間，到達設(shè)定時間以聲響方式提示聲響方式提示 將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 用用6個數(shù)碼管顯示，用按鍵調(diào)節(jié)時間個數(shù)碼管顯示，用按鍵調(diào)節(jié)時間 用開關(guān)切換用開關(guān)切換“時鐘模式時鐘模式” 與與“鬧鐘模式鬧鐘模式”v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實踐教程數(shù)字電子技術(shù)實踐教程第第190頁頁 6.實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v7. 簡易計算器簡易計算器（難度等級（難度等級1） 利用利用lpm例化元件和適當(dāng)?shù)闹行∫?guī)模時序、組合門電例化元件和適當(dāng)?shù)闹行∫?guī)模時序、組合門電路設(shè)計一個路設(shè)計一個

9、4位簡易計算器位簡易計算器 實現(xiàn)實現(xiàn)2個個4位二進制數(shù)的加、減、乘、除運算位二進制數(shù)的加、減、乘、除運算 完成主要模塊的波形仿真完成主要模塊的波形仿真 將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試v要求要求 用用8個開關(guān)分別作為個開關(guān)分別作為2個個4為輸入數(shù)據(jù)為輸入數(shù)據(jù) 運算結(jié)果用數(shù)碼管顯示運算結(jié)果用數(shù)碼管顯示v參見參見數(shù)字電子技術(shù)實踐教程數(shù)字電子技術(shù)實踐教程第第190頁頁 7.實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容v9. 自動售票機自動售票機（難度等級（難度等級1.1） 自動售票機只出售自動售票機只出售1角、角、2角、角、5角和角和1元元4種車票種車票 只接收只接收1角

10、、角、5角和角和1元硬幣，每次只能出售元硬幣，每次只能出售1張車票張車票 若投入錢數(shù)不夠，將硬幣退出并報警，報警時長若投入錢數(shù)不夠，將硬幣退出并報警，報警時長3s 若投幣足夠，送出車票，若有余額自動找零若投幣足夠，送出車票，若有余額自動找零 自動售票機具有累加銷售額的功能自動售票機具有累加銷售額的功能v要求要求 所有幣額用數(shù)碼管顯示所有幣額用數(shù)碼管顯示 投入投入3種硬幣用按鍵模擬種硬幣用按鍵模擬 出票用出票用4個不同位置發(fā)光二極管顯示個不同位置發(fā)光二極管顯示自主實驗內(nèi)容自主實驗內(nèi)容v10. 用硬件描述語言設(shè)計綜合邏輯電路用硬件描述語言設(shè)計綜合邏輯電路 從上述題目中選擇一個，或一個選題中的部分模塊從上述題目中選擇一個，或一個選題中的部分模塊用用VHDL或或VerilogHDL完成邏輯設(shè)計完成邏輯設(shè)計 完成對邏輯設(shè)計的波形仿真完成對邏輯設(shè)計的波形仿真 將設(shè)計下載到實驗箱并進行硬件功能測試將設(shè)計下載到實驗箱